KR20100071828A - 기지국의 제어채널 관리장치와, 사용자 단말의 제어채널 검색장치 및 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법 - Google Patents

기지국의 제어채널 관리장치와, 사용자 단말의 제어채널 검색장치 및 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기지국의 제어채널 관리장치와, 사용자 단말의 제어채널 검색장치 및 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법에 관한 것으로, 집합등급(Aggregation Level)이 높아 탐색구간 시작주소가 동일한 다수의 사용자 단말들이 해당 서브 프레임(Subframe)에 스케쥴링(Scheduling) 되어야 할 때, 우선 순위가 낮아 제어정보를 전송하지 못하는 충돌 사용자 단말의 제어정보를 제어채널 자원에 할당되는 충돌단말영역을 통해 전달함으로써 제어정보를 전달할 수 있는 사용자 단말의 수를 증가시킬 수 있어 망 전체의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
제어채널, 집합등급, 충돌 사용자 단말, 충돌단말영역

Description

기지국의 제어채널 관리장치와, 사용자 단말의 제어채널 검색장치 및 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법{Control channel management apparatus, control channel searching apparatus and control channel allocation method}
본 발명은 기지국과 사용자 단말간의 물리 계층(Physical Layer)의 제어정보를 전송하기 위한 제어채널(Control Channel) 할당 기술에 관련한 것으로, 특히 기지국의 제어채널 관리장치와, 사용자 단말의 제어채널 검색장치 및 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-003-03, 과제명: 차세대 이동통신 서비스 플랫폼 개발].
3GPP의 3G LTE (3rd Generation Long Term Evolution) 등과 같은 이동 통신 시스템에서 기지국은 하향링크공유채널(PDSCH : Physical Downlink Shared Channel)을 통해 데이터를 사용자 단말(UE : User Equipment)로 전송한다.
이때, 하향링크제어채널(PDCCH : Physical Downlink Control Channel)은 하향링크공유채널(PDSCH)의 데이터를 수신해야 하는 사용자 단말의 식별자, 변조 방 식, 코딩 방식 등과 같이 사용자 단말이 수신 데이터를 처리하는데 필요한 제어정보(하향링크 제어정보)를 전달하거나, 사용자 단말이 상향링크를 통해 전송할 데이터가 있는 경우 이를 위해 할당된 상향링크 무선자원 정보(상향링크 제어정보) 등을 전달하기 위해 사용된다.
하향링크제어채널(PDCCH) 자원은 제어채널요소(CCE : Control Channel Element)라고 하는 기본 단위들로 구성되며, 하향링크제어채널(PDCCH)의 총 제어채널요소(CCE) 개수는 매 서브 프레임(Subframe) k ∈ {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} 마다 다르게 정의될 수 있으며, 이를 NCCE, k로 표기한다.
원래, 제어정보가 전송되는 하향링크제어채널(PDCCH) 전체 자원을 사용자 단말은 아무런 사전 정보가 없이 매 서브 프레임 마다 모두 모니터링하고 디코딩해야 하지만, 이 부담을 감소시키고 처리 성능을 높이기 위하여 사용자 단말이 각 서브 프레임 마다 모니터링하고 디코딩해야 하는 탐색 구간(Search Space)을 지정하고 있다. 이러한 탐색 구간은 사용자 단말의 무선망 임시식별자(RNTI : Radio Network Temporary Identity)에 따라 그 시작주소가 정해진다.
도 1 에 도시한 바와 같이, 전체 하향링크제어채널(PDCCH) 자원은 시스템 정보 방송, 페이징 등과 같이 셀에 있는 사용자 단말 전체 또는 다수의 사용자 단말 그룹이 수신해야 하는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 공통영역(Common Space)과, 특정한 사용자 단말로 전송되는 데이터의 제어정보를 할당하는 단말전용영역(UE Specific Space)로 구분된다.
공통영역은 항상 16개의 제어채널요소(CCE)로 구성되며, 기지국은 단말전용영역내에 사용자 단말의 제어정보를 탐색구간의 시작주소부터 시작하여 정해진 범위에 할당을 하게 된다.
사용자 단말의 하향링크제어채널(PDCCH) 수신 품질에 따라 하나의 제어정보 전달에 사용되는 제어채널요소(CCE)의 개수가 정해지며, 이를 집합등급(Aggregation Level)이라 한다.
집합등급이 가질 수 있는 값은 1, 2, 4, 8 이다. 도 2 는 각 집합등급에 따라 하나의 제어정보를 전달하는데 필요한 제어채널요소(CCE)의 수, 하나의 탐색구간을 구성하는 제어채널요소(CCE)의 수, 그리고 하나의 탐색 구간에 할당될 수 있는 제어정보의 수를 나타낸다.
예를 들어, 집합등급이 1일 경우, 하나의 제어정보를 전달하기 위해 1개의 제어채널요소(CCE)가 필요하고, 하나의 탐색구간은 총 6개 제어채널요소(CCE)로 구성되므로, 한 구간에는 총 6개의 제어정보가 담겨 전달될 수 있다. 따라서, 사용자 단말 입장에서 보면 6개의 하향링크제어채널(PDCCH) 제어정보 후보(Candidate)가 있는 것이며, 그 중 자신의 것이 있는지를 검색하게 된다.
한편, 집합등급이 4일 때는 하나의 제어정보를 전달하기 위해 4개의 제어채널요소(CCE)가 필요하고, 하나의 탐색구간은 총 8개 제어채널요소(CCE)로 구성되므로, 한 구간에는 총 2개의 제어정보가 담겨 전달될 수 있다.
사용자 단말의 제어정보를 할당하는 탐색구간의 시작주소는 다음과 같은 수식을 통해 결정된다. 집합 등급이 L ∈ {1, 2, 4, 8} 일 때, 서브 프레임 k 에서의 사용자 단말의 시작주소는
Figure 112008087610486-PAT00001
로 표시하며, 이는 다음의 식과 같이 정의된다.
Figure 112008087610486-PAT00002
위의 식에서 i = 0,···, L-1 값을 가지고, m = 0,···, M(L) 값을 가지며, M(L) 은 주어진 탐색구간에서 모니터링해야하는 하향링크제어채널(PDCCH) 제어정보 후보의 수이다. 또한, 위의 식에서 Yk 는 다음의 식과 같이 정의된다.
Figure 112008087610486-PAT00003
위 식에서 A = 39827 이고, D = 65537 이며, Yk-1 은 사용자 단말의 무선망 임시식별자(RNTI) 값을 나타낸다. 또한, 공통영역에 대해서는 집합등급이 4와 8로 지정되고 Yk 는 0 값을 갖는다.
하향링크제어채널(PDCCH)의 총 제어채널요소(CCE) 개수는 TX 안테나 개수, PHICH(Physical HARQ Indicator Channel) 그룹의 수, PRB(Physical Resource Block)의 수, 그리고 CFI(Control Format Indicator) 값에 따라 결정된다.
예를 들어, TX 안테나 개수가 4, PHICH 그룹의 수가 0, PRB의 수가 100, CFI 값이 3 일 경우, 하향링크제어채널(PDCCH)은 도 1 에 도시한 바와 같이 총 77개의 제어채널요소(CCE)로 구성되고, 앞의 주소 0 ~ 15까지 16개의 제어채널요소(CCE)들은 공통영역으로 사용되고, 나머지 주소 16 ~ 76까지 61개의 제어채널요소(CCE)들 은 단말전용영역으로 사용된다.
이러한 경우, 위의 식들을 사용하여 계산되는 무선망 임시식별자(RNTI)들의 단말전용영역에 있는 탐색구간 시작 주소는 도 3 및 도 4 에 도시한 것과 같다. 도 3 은 집합등급이 8인 경우이고, 도 4 는 집합등급이 4인 경우를 각각 나타낸다.
사용자 단말이 단말전용영역에서 사용할 수 있는 무선망 임시식별자(RNTI)는 10 ~ 65522 까지로 총 65512개 중 하나를 할당받을 수 있고, 도 3 과 도 4 는 그 중 단지 10 ~ 19까지의 무선망 임시식별자(RNTI)를 갖는 사용자 단말들이 망에 있다고 가정할 때, 각 무선망 임시식별자(RNTI)들의 하향링크제어채널(PDCCH) 탐색구간 시작주소의 예이다.
도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이 집합등급이 4 또는 8일 경우, 탐색구간의 시작주소가 같은 무선망 임시식별자(RNTI)들이 다수 존재할 수 있다. 도 3 에서는 집합등급이 8이고 서브 프레임이 1(sf1)일 때, 무선망 임시식별자(RNTI) 10, 13, 16, 19 등이 동일 시작주소를 가지며, 도 4 에서는 집합등급이 4이고 서브 프레임이 0(sf0)일 때, 무선망 임시식별자(RNTI) 10, 52, 14, 16, 18 등이 동일한 시작주소를 가지게 된다.
이러한 경우 심각한 문제가 발생하게 되는데, 도 2 에서 설명한 바와 같이 집합등급이 4 또는 8일 경우, 탐색구간에 할당가능한 제어정보가 2개 밖에 없기 때문에 이들 서브 프레임(Subframe)에서 시작주소가 동일한 무선망 임시식별자(RNTI) 중 많아야 2개만이 해당 서브 프레임에 스케쥴링(Scheduling)될 수 있고, 나머지는 해당 서브 프레임에 동작하지 못하게 된다.
이와 같이, 높은 집합등급일 경우 시작주소가 동일한 사용자 단말이 많으면 많을수록 탐색구간에 할당가능한 제어정보가 2개 밖에 없기 때문에, 망의 성능이 크게 감소하게 된다.
따라서, 본 발명자는 이러한 종래의 제어채널의 할당방식을 개선하여 망의 성능을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 연구를 하게 되었다.
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 기지국과 사용자 단말간의 물리 계층(Physical Layer)의 제어정보를 전송하기 위한 제어채널(Control Channel)의 할당 방식을 개선하여 망 성능을 향상시킬 수 있는 기지국의 제어채널 관리장치와, 사용자 단말의 제어채널 검색장치 및 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 제어채널 탐색구간의 시작주소가 동일한 사용자 단말들이 여러 개 있고, 그들의 집합등급(Aggregation Level)이 높아서, 제어정보가 탐색구간에 할당되지 못하여 해당 서브 프레임에 동작하지 못하는 사용자 단말의 수를 줄이는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명에 따른 기지국의 제어채널 관리장치가 충돌 사용자 단말의 수가 임계치 보다 큰지 여부를 판단하여, 충돌 사용자 단말의 수가 임계치 이상이라 판단될 경우, 제어채널 자원에 충돌단말영역을 운영하고, 운영되는 충돌단말영역 정보를 셀내의 모든 사용자 단말에 통보하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 본 발명에 따른 사용자 단말의 제어채널 검색장치가 충돌단말영역 정보가 통보된 경우, 충돌단말영역을 고려한 제어채널 탐색구간의 시작주소를 재계산하고, 재계산된 제어채널 탐색구간으로부터 자신의 제 어정보를 검색하여 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 집합등급(Aggregation Level)이 높아 탐색구간 시작주소가 동일한 다수의 사용자 단말들이 해당 서브 프레임(Subframe)에 스케쥴링(Scheduling) 되어야 할 때, 우선 순위가 낮아 제어정보를 전송하지 못하는 충돌 사용자 단말의 제어정보를 제어채널 자원에 할당되는 충돌단말영역을 통해 전달함으로써 제어정보를 전달할 수 있는 사용자 단말의 수를 증가시킬 수 있어 망 전체의 성능을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 가진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들을 정의한다. 이 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
제어채널(Control Channel)은 3G LTE의 하향링크공유채널(PDSCH) 등과 같이, 기지국과 사용자 단말간의 물리 계층(Physical Layer)의 제어정보를 전송하기 위한 채널을 말한다.
충돌 사용자 단말은 집합등급(Aggregation Level)이 높아 탐색구간 시작주소가 동일한 다수의 사용자 단말들이 해당 서브 프레임(Subframe)에 스케쥴링(Scheduling) 되어야 할 때, 상대적으로 우선순위가 낮아 제어정보를 할당하지 못해 해당 서브 프레임에 동작하지 못하는 사용자 단말들을 말한다.
집합등급(Aggregation Level)은 수신 품질에 따라 결정되며, 하나의 제어정보 전달에 사용되는 제어채널요소(CCE)의 개수를 정하기 위해 정의한 값이다.
도 5 는 본 발명에 따른 기지국의 제어채널 관리장치의 일 실시예에 따른 블럭도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 기지국의 제어채널 관리장치(100)는 기지국에 탑재되는 하드웨어 또는 소프트웨어 또는 이들을 결합한 형태로 존재하며, 판단부(110)와, 충돌단말영역 운영부(120)와, 통보부(130)를 포함하여 이루어진다.
상기 판단부(110)는 충돌 사용자 단말의 수가 임계치 보다 큰지 여부를 판단한다. 이 때, 상기 충돌 사용자 단말은 제어채널 탐색구간의 시작주소가 동일하고, 집합등급(Aggregation Level)이 높아서, 제어정보가 제어채널의 탐색구간에 할당되지 못하여 해당 서브 프레임(Subframe)에 동작하지 못하는 사용자 단말을 말한다.
상기 집합등급(Aggregation Level)은 각 사용자 단말로부터 보고되는 신호의 품질을 바탕으로 결정된다. 집합등급(Aggregation Level)은 사용자 단말로부터 보고되는 신호의 품질이 저하될 경우, 사용자 단말의 디코딩 오류(Decoding Error) 확률을 낮추기 위해 코딩률을 낮추게 되고, 이에 따라 해당 사용자 단말에 대한 제어정보 전송에 필요한 채널제어요소(CCE : Control Channel Element)의 수가 증가함에 의해 높아진다.
집합등급(Aggregation Level)이 높을 경우, 예컨대 집합등급이 4 또는 8이 되면, 단 2개의 제어정보만이 하나의 탐색구간에 할당 가능하다. 따라서, 탐색구간의 시작주소가 동일한 사용자 단말이 많으면 많을수록 충돌 사용자 단말의 수는 증가하게 된다.
이러한 충돌 사용자 단말들은 실제적으로 해당 서브 프레임(Subframe)에 동작할 수 없게 되기 때문에, 충돌 사용자 단말이 증가할수록 망의 성능은 떨어질 수 밖에 없다. 따라서, 가능한 많은 사용자 단말의 제어정보를 할당하여 전송을 하는 것이 망 성능을 향상시키는 요인이 된다.
본 발명에서는 망 성능 향상을 위해 제어채널에 충돌 사용자 단말의 제어정보를 전송하기 위한 충돌단말영역을 할당하여 운영하는데, 이 때, 충돌단말영역을 운영하기 위한 임계치를 두고, 상기 판단부(110)를 통해 충돌 사용자 단말의 수가 임계치 보다 큰지 여부를 판단하여, 판단 결과에 따라 충돌단말영역의 운영 여부를 결정하게 된다.
상기 임계치는 사용자 단말의 제어정보를 충돌 사용자 단말없이 전송할 수 있는 사용자 단말 최대수인 것이 바람직하나, 상황에 따라 그 이상으로 조정 가능하다.
상기 충돌단말영역 운영부(120)는 상기 판단부(110)에 의해 충돌 사용자 단 말의 수가 임계치 이상이라 판단될 경우, 제어채널 자원에 충돌단말영역을 운영한다.
이 때, 상기 충돌단말영역 운영부(120)가 탐색구간 시작주소를 재계산하고, 제어채널 자원의 단말전용영역에 제어정보를 할당하지 못하는 충돌 사용자 단말들의 제어정보를 상기 충돌단말영역에 순차적으로 할당한다.
도 6 에 도시한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 제어채널 자원은 셀내의 사용자 단말 전체 또는 다수의 사용자 단말 그룹이 수신해야 하는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 공통영역(Common Space)과, 특정 사용자 단말로 전송되는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 단말전용영역(UE Specific Space)과, 충돌 사용자 단말로 전송되는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 충돌단말영역(Conflicted UE Space)을 포함한다.
한편, 상기 충돌단말영역을 공통영역과 단말전용영역과는 별도로 구현할 수도 있으나, 도면에 도시한 것과 같이 단말전용영역내에 포함되도록 구현하는 것이 유리할 수 있다.
상기 충돌단말영역의 크기는 상황에 따라 달라질 수 있다. 극단적인 경우, 한 서브 프레임(Subframe)에 스케쥴링(Scheduling) 되어야 하는 사용자 단말이 10개이고, 집합등급이 4이며, 공교롭게 이들이 모두 동일한 시작주소를 갖게 된다면, 이들 중 많아야 2개 단말의 제어정보만 전송이 가능하므로, 이때 충돌 단말의 개수는 8이 된다.
따라서, 이 경우에는 제어채널 전체 자원 중 2개의 사용자 단말이 사용하는 탐색구간을 제외한 나머지 공간을 충돌단말영역으로 지정한다면 최대한의 성능을 얻을 수 있다.
상기 통보부(130)는 상기 충돌단말영역 운영부(120)에 의해 운영되는 충돌단말영역 정보를 셀내의 모든 사용자 단말에 통보한다. 예컨대, 상기 통보부(130)가 운영되는 충돌단말영역 정보를 시스템정보 방송 메시지를 통해 셀내의 모든 사용자 단말에 통보할 수 있다.
따라서, 이와 같이함에 의해 집합등급(Aggregation Level)이 높아 탐색구간 시작주소가 동일한 다수의 사용자 단말들이 해당 서브 프레임(Subframe)에 스케쥴링(Scheduling) 되어야 할 때, 우선 순위가 낮아 제어정보를 전송하지 못하는 충돌 사용자 단말의 제어정보를 제어채널 자원에 할당되는 충돌단말영역을 통해 전달함으로써 제어정보를 전달할 수 있는 사용자 단말의 수를 증가시킬 수 있게 되어 망 전체의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
이 때, 충돌단말영역이 운영되고, 그 크기가 정해지면, 사용자 단말들의 탐색구간이 충돌단말영역과 겹치지 않게 되어야 하므로, 탐색구간의 시작주소를 계산하는 식이 수정되어야 한다.
예컨대, 충돌단말영역의 크기를 S라면, 상기한 종래의 탐색구간 시작주소 계산식이 다음과 같이 수정되어야 탐색구간과 충돌단말영역이 겹치는 것을 방지할 수 있다.
Figure 112008087610486-PAT00004
예를 들어, 집합등급이 8인 사용자 단말의 제어정보 2개 또는 집합등급이 4인 사용자 단말의 제어정보 4개 정도를 수용할 수 있는 충돌단말영역의 크기 S = = 16 이다. 따라서, NCCE,k 값이 77일 경우, NCCE,k - S 값은 61이 된다.
도 4 에 도시한 것과 동일한 서브 프레임 0(sf0)에 대해 종래의 탐색구간 시작주소 계산식에 의해 계산된 탐색구간 시작주소를 도 7 에 도시하였다. 도 7 에서 서브 프레임 0의 10 ~ 19까지의 무선망 임시식별자(RNTI)를 가지는 각 사용자 단말들 중 무선망 임시식별자(RNTI) 값이 낮은 사용자 단말부터 제어정보를 우선 할당한다고 가정한다.
그러면, 탐색구간 시작주소가 동일하여 해당 서브 프레임 0에 동작하지 못하는 충돌 사용자 단말은 탐색구간 시작주소가 52인 무선망 임시식별자(RNTI) 14, 16, 18을 가지는 사용자 단말과, 탐색구간 시작주소가 40인 무선망 임시식별자(RNTI) 19를 가지는 사용자 단말로, 총 4개의 충돌 사용자 단말이 존재한다.
이 경우, 만일 집합등급 4의 제어정보 4개를 수용할 수 있는 충돌단말영역 S = 16 을 사용하는 경우, 위의 탐색구간 시작주소 재계산식을 이용해 탐색구간 시작주소를 재계산하면, 도 8 에 도시한 것처럼 된다.
따라서, 이 경우 시작주소 48이되는 RNTI 15가 충돌되어 탐색공간에 자리가 없어 할당을 하지 못하게 되지만, 충돌단말영역에는 할당이 가능하게 된다. 결론적으로, 종래의 경우 도 7 에 도시한 바와 같이 4개의 사용자 단말이 서브 프레임 0에 동작을 못하게 되지만, 도 8 에 도시한 바와 같이 본 발명의 경우에는 탐색구 간 시작주소가 재계산되어 충돌단말영역을 통해 충돌 사용자 단말들의 제어정보가 전송되므로, 모든 사용자 단말이 스케쥴링(Scheduling) 되어 동작하게 된다.
도 9 는 본 발명에 따른 사용자 단말의 제어채널 검색장치의 일 실시예에 따른 블럭도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 사용자 단말의 제어채널 검색장치(200)는 사용자 단말에 탑재되는 하드웨어 또는 소프트웨어 또는 이들을 결합한 형태로 존재하며, 연산부(210)와, 제어정보 수신부(220)를 포함하여 이루어진다.
상기 연산부(210)는 기지국에 의해 운영되는 충돌단말영역 정보가 통보된 경우, 충돌단말영역을 고려한 제어채널 탐색구간의 시작주소를 재계산한다. 제어채널 탐색구간의 시작주소 재계산에 관련해서는 위에서 기 설명하였으므로, 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 제어정보 수신부(220)는 상기 연산부(210)에 의해 재계산된 제어채널 탐색구간으로부터 자신의 제어정보를 검색하여 수신한다. 이 때, 상기 제어정보 수신부(220)가 상기 충돌단말영역으로부터 자신의 제어정보를 추가로 검색할 수 있다.
예컨대, 상기 제어정보 수신부(220)가 기지국으로부터 수신되는 수신신호의 품질이 저하되어 집합등급(Aggregation Level) 높을 것으로 예상될 경우, 상기 충돌단말영역으로부터 자신의 제어정보를 추가로 검색하도록 구현할 수 있다.
이 때, 상기 제어정보 수신부(220)가 재계산된 제어채널 탐색구간으로부터 자신의 무선망 임시식별자(RNTI : Radio Network Temporary Identity)에 대응하는 제어정보를 검색하게 된다.
따라서, 기지국이 집합등급(Aggregation Level)이 높아 탐색구간 시작주소가 동일한 다수의 사용자 단말들이 해당 서브 프레임(Subframe)에 스케쥴링(Scheduling) 되어야 할 때, 우선 순위가 낮아 제어정보를 전송하지 못하는 충돌 사용자 단말의 제어정보를 제어채널 자원에 할당되는 충돌단말영역을 통해 전달하고, 사용자 단말의 제어채널 검색장치(200)가 제어채널로부터 자신의 제어정보를 검색해 수신함으로써 가용한 사용자 단말의 수를 증가시킬 수 있게 되어 망 전체의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
도 10 을 참조하여 이동통신 시스템에서의 제어채널 할당 동작을 알아본다. 도 10 은 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.
먼저, 집합등급 결정단계(S110)에서 기지국이 각 사용자 단말로부터 보고되는 신호의 품질을 바탕으로 각 사용자 단말에 대한 제어정보 할당을 위한 집합등급(Aggregation Level)을 결정한다.
상기 집합등급(Aggregation Level)은 사용자 단말로부터 보고되는 신호의 품질이 저하될 경우, 사용자 단말의 디코딩 오류(Decoding Error) 확률을 낮추기 위해 코딩률을 낮추게 되고, 이에 따라 해당 사용자 단말에 대한 제어정보 전송에 필요한 채널제어요소(CCE : Control Channel Element)의 수가 증가함에 의해 높아지 게 된다.
그 다음, 충돌단말 운영 결정단계(S120)에서 기지국이 상기 집합등급 결정단계(S110)에 의해 결정되는 집합등급을 가지는 각 사용자 단말들 중 충돌 사용자 단말을 검출하고, 검출된 충돌 사용자 단말의 수가 임계치 이상이라 판단될 경우, 제어채널 자원에 충돌단말영역을 운영할 것을 결정한다.
상기 충돌 사용자 단말은 재계산된 제어채널 탐색구간의 시작주소가 동일하고, 집합등급(Aggregation Level)이 높아서, 제어정보가 제어채널의 탐색구간에 할당되지 못하여 해당 서브 프레임(Subframe)에 동작하지 못하는 사용자 단말이다.
집합등급(Aggregation Level)이 높을 경우, 탐색구간의 시작주소가 동일한 사용자 단말이 많으면 많을수록 충돌 사용자 단말의 수는 증가하는 것과 관련해서는 기 설명했으므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
이 때, 상기 제어채널 자원은 셀내의 사용자 단말 전체 또는 다수의 사용자 단말 그룹이 수신해야 하는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 공통영역(Common Space)과, 특정 사용자 단말로 전송되는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 단말전용영역(UE Specific Space)과, 충돌 사용자 단말로 전송되는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 충돌단말영역(Conflicted UE Space)을 포함한다.
한편, 상기 충돌단말영역을 공통영역과 단말전용영역과는 별도로 구현할 수도 있으나, 단말전용영역내에 포함되도록 구현하는 것이 유리할 수 있다. 상기 제어채널 자원에 관련해서도 기 설명하였으므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
그 다음, 통보단계(S130)에서 기지국이 상기 충돌단말 운영 결정단계(S120)에 의해 운영할 것이 결정된 충돌단말영역 정보를 셀내의 모든 사용자 단말에 통보한다. 이 때, 기지국이 충돌단말영역 정보를 시스템정보 방송 메시지를 통해 셀내의 모든 사용자 단말에 통보할 수 있다.
그리고, 제어채널 할당단계(S140)에서 기지국이 상기 통보단계(S130)에 의해 운영할 것이 결정된 충돌단말영역을 포함하는 제어채널을 할당한다. 이 때, 이 제어채널 할당단계(S140)에서 기지국이 탐색구간 시작주소를 재계산하고, 제어채널 자원의 단말전용영역에 제어정보를 할당하지 못하는 충돌 사용자 단말들의 제어정보를 상기 충돌단말영역에 순차적으로 할당할 수 있다. 이에 대해서도 기 설명했으므로, 중복 설명은 생략하기로 한다.
그 후, 제어정보 전송단계(S150)에서 기지국이 상기 제어채널 할당단계(S140)에 의해 할당된 제어채널을 통해 각 사용자 단말로 제어정보를 전송한다. 그러면, 탐색구간 시작주소 재계산단계(S160)에서 사용자 단말이 기지국으로부터 충돌단말영역 정보가 통보된 경우, 제어채널 탐색구간의 시작주소를 재계산한다.
그리고, 제어정보 수신단계(S170)에서 사용자 단말이 상기 탐색구간 시작주소 재계산단계(S160)에 의해 재계산된 제어채널 탐색구간으로부터 자신의 제어정보를 검색하여 수신한다.
이렇게 함에 의해, 본 발명은 집합등급(Aggregation Level)이 높아 탐색구간 시작주소가 동일한 다수의 사용자 단말들이 해당 서브 프레임(Subframe)에 스케쥴링(Scheduling) 되어야 할 때, 우선 순위가 낮아 제어정보를 전송하지 못하는 충돌 사용자 단말의 제어정보를 제어채널 자원에 할당되는 충돌단말영역을 통해 전달함으로써 제어정보를 전달할 수 있는 사용자 단말의 수를 증가시킬 수 있어 망 전체의 성능을 향상시킬 수 있게 되므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위 내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
기지국과 사용자 단말간의 물리 계층(Physical Layer)의 제어정보를 전송하기 위한 제어채널(Control Channel) 할당 기술 분야 및 이의 응용 기술 분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
도 1 은 종래의 하향링크제어채널(PDCCH) 자원 구성을 도시한 도면
도 2 는 집합등급별 하향링크제어채널(PDCCH) 제어정보 후보수를 도시한 도면
도 3 은 집합등급이 8일 경우의 하향링크제어채널(PDCCH)의 탐색구간 시작주소들의 일 예를 도시한 도면
도 4 는 집합등급이 4일 경우의 하향링크제어채널(PDCCH)의 탐색구간 시작주소들의 일 예를 도시한 도면
도 5 는 본 발명에 따른 기지국의 제어채널 관리장치의 일 실시예에 따른 블럭도
도 6 은 본 발명에서의 제어채널의 자원 구성의 일 실시예를 도시한 도면
도 7 은 충돌단말영역이 없을 경우의 제어채널의 탐색구간 시작주소들의 일 예를 도시한 도면
도 8 은 충돌단말영역이 있을 경우의 제어채널의 탐색구간 시작주소들의 일 예를 도시한 도면
도 9 는 본 발명에 따른 사용자 단말의 제어채널 검색장치의 일 실시예에 따른 블럭도
도 10 은 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법의 일 실시예에 따른 흐름도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 기지국의 제어채널 관리장치 110 : 판단부
120 : 충돌단말영역 운영부 130 : 통보부
200 : 사용자 단말의 제어채널 검색장치 210 : 연산부
220 : 제어정보 수신부

Claims (20)

  1. 충돌 사용자 단말의 수가 임계치 보다 큰지 여부를 판단하는 판단부와;
    상기 판단부에 의해 충돌 사용자 단말의 수가 임계치 이상이라 판단될 경우, 제어채널 자원에 충돌단말영역을 운영하는 충돌단말영역 운영부와;
    상기 충돌단말영역 운영부에 의해 운영되는 충돌단말영역 정보를 셀내의 모든 사용자 단말에 통보하는 통보부를;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기지국의 제어채널 관리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌단말영역 운영부가:
    탐색구간 시작주소를 재계산하고, 제어채널 자원의 단말전용영역에 제어정보를 할당하지 못하는 충돌 사용자 단말들의 제어정보를 상기 충돌단말영역에 순차적으로 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국의 제어채널 관리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌 사용자 단말은:
    재계산된 제어채널 탐색구간의 시작주소가 동일하고, 집합등급(Aggregation Level)이 높아서, 제어정보가 제어채널의 탐색구간에 할당되지 못하여 해당 서브 프레임(Subframe)에 동작하지 못하는 사용자 단말인 것을 특징으로 하는 기지국의 제어채널 관리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 집합등급(Aggregation Level)은:
    각 사용자 단말로부터 보고되는 신호의 품질을 바탕으로 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국의 제어채널 관리장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 집합등급(Aggregation Level)은:
    사용자 단말로부터 보고되는 신호의 품질이 저하될 경우, 사용자 단말의 디코딩 오류(Decoding Error) 확률을 낮추기 위해 코딩률을 낮추게 되고, 이에 따라 해당 사용자 단말에 대한 제어정보 전송에 필요한 채널제어요소(CCE : Control Channel Element)의 수가 증가함에 의해 높아지는 것을 특징으로 하는 기지국의 제어채널 관리장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어채널 자원은:
    셀내의 사용자 단말 전체 또는 다수의 사용자 단말 그룹이 수신해야 하는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 공통영역(Common Space)과;
    특정 사용자 단말로 전송되는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 단말전용 영역(UE Specific Space)과;
    충돌 사용자 단말로 전송되는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 충돌단말영역(Conflicted UE Space)을;
    포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 제어채널 관리장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 충돌단말영역이:
    상기 단말전용영역내에 포함되는 것을 특징으로 하는 기지국의 제어채널 관리장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 통보부가:
    운영되는 충돌단말영역 정보를 시스템정보 방송 메시지를 통해 셀내의 모든 사용자 단말에 통보하는 것을 특징으로 하는 기지국의 제어채널 관리장치.
  9. 기지국에 의해 운영되는 충돌단말영역 정보가 통보된 경우, 충돌단말영역을 고려한 제어채널 탐색구간의 시작주소를 재계산하는 연산부와;
    상기 연산부에 의해 재계산된 제어채널 탐색구간으로부터 자신의 제어정보를 검색하여 수신하는 제어정보 수신부를;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 제어채널 검색장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어정보 수신부가:
    상기 충돌단말영역으로부터 자신의 제어정보를 추가로 검색하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 제어채널 검색장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어정보 수신부가:
    기지국으로부터 수신되는 수신신호의 품질이 저하되어 집합등급(Aggregation Level) 높을 것으로 예상될 경우, 상기 충돌단말영역으로부터 자신의 제어정보를 추가로 검색하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 제어채널 검색장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어정보 수신부가:
    재계산된 제어채널 탐색구간으로부터 자신의 무선망 임시식별자(RNTI : Radio Network Temporary Identity)에 대응하는 제어정보를 검색하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 제어채널 검색장치.
  13. 기지국이 각 사용자 단말로부터 보고되는 신호의 품질을 바탕으로 각 사용자 단말에 대한 제어정보 할당을 위한 집합등급(Aggregation Level)을 결정하는 집합 등급 결정단계와;
    기지국이 상기 집합등급 결정단계에 의해 결정되는 집합등급을 가지는 각 사용자 단말들 중 충돌 사용자 단말을 검출하고, 검출된 충돌 사용자 단말의 수가 임계치 이상이라 판단될 경우, 제어채널 자원에 충돌단말영역을 운영할 것을 결정하는 충돌단말 운영 결정단계와;
    기지국이 상기 충돌단말 운영 결정단계에 의해 운영할 것이 결정된 충돌단말영역 정보를 셀내의 모든 사용자 단말에 통보하는 통보단계와;
    기지국이 상기 통보단계에 의해 운영할 것이 결정된 충돌단말영역을 포함하는 제어채널을 할당하는 제어채널 할당단계를;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법이:
    기지국이 상기 제어채널 할당단계에 의해 할당된 제어채널을 통해 각 사용자 단말로 제어정보를 전송하는 제어정보 전송단계와;
    사용자 단말이 기지국으로부터 충돌단말영역 정보가 통보된 경우, 제어채널 탐색구간의 시작주소를 재계산하는 탐색구간 시작주소 재계산단계와;
    사용자 단말이 상기 탐색구간 시작주소 재계산단계에 의해 재계산된 제어채널 탐색구간으로부터 자신의 제어정보를 검색하여 수신하는 제어정보 수신단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어채널 할당단계에서:
    기지국이 탐색구간 시작주소를 재계산하고, 제어채널 자원의 단말전용영역에 제어정보를 할당하지 못하는 충돌 사용자 단말들의 제어정보를 상기 충돌단말영역에 순차적으로 할당하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 충돌 사용자 단말은:
    재계산된 제어채널 탐색구간의 시작주소가 동일하고, 집합등급(Aggregation Level)이 높아서, 제어정보가 제어채널의 탐색구간에 할당되지 못하여 해당 서브 프레임(Subframe)에 동작하지 못하는 사용자 단말인 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 집합등급(Aggregation Level)은:
    사용자 단말로부터 보고되는 신호의 품질이 저하될 경우, 사용자 단말의 디코딩 오류(Decoding Error) 확률을 낮추기 위해 코딩률을 낮추게 되고, 이에 따라 해당 사용자 단말에 대한 제어정보 전송에 필요한 채널제어요소(CCE : Control Channel Element)의 수가 증가함에 의해 높아지는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어채널 자원은:
    셀내의 사용자 단말 전체 또는 다수의 사용자 단말 그룹이 수신해야 하는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 공통영역(Common Space)과;
    특정 사용자 단말로 전송되는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 단말전용영역(UE Specific Space)과;
    충돌 사용자 단말로 전송되는 데이터의 제어정보를 할당하기 위한 충돌단말영역(Conflicted UE Space)을;
    포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 충돌단말영역이:
    상기 단말전용영역내에 포함되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 통보단계에서:
    기지국이 충돌단말영역 정보를 시스템정보 방송 메시지를 통해 셀내의 모든 사용자 단말에 통보하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 제어채널 할당방법.
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